Atoms 101: Kas ir atoms un kā tas darbojas?

Atoms 101: Kas ir atoms un kā tas darbojas?

Atoms 101: Kas ir atoms un kā tas darbojas?

Atoms ir matērijas pamatelements. Tas sastāv no serdes, kas ir pozitīvi lādēts, un apvalka, kas satur negatīvi lādētus elektronus. Atomu struktūras ir ļoti svarīgas, lai izprastu dažādas zinātnes disciplīnas, piemēram, ķīmiju, fiziku un bioloģiju. Šajā rakstā mēs padziļināti apskatīsim atomus un uzzināsim, kā tie darbojas.

Kas ir atoms?

Atoms ir mazākā ķīmiskā elementa vienība, kurai ir visas elementa īpašības. Tas sastāv no trim galvenajām sastāvdaļām: protoniem, neitroniem un elektroniem. Protoniem ir pozitīvs lādiņš, neitroni ir neitrāli un elektroniem ir negatīvs lādiņš.

Atoma kodols atrodas centrā un sastāv no protoniem un neitroniem. Protonu skaits kodolā nosaka ķīmisko elementu, kuram atoms pieder. Piemēram, ūdeņraža atomam ir viens protons, bet oglekļa atomam ir seši protoni.

Elektroni riņķo ap kodolu dažādos apvalkos vai dažādos enerģijas līmeņos. Katrs no šiem apvalkiem vai enerģijas līmeņiem var saturēt noteiktu skaitu elektronu. Vistālākajā apvalkā var būt ne vairāk kā divi elektroni, nākamajā apvalkā var būt līdz astoņiem elektroniem utt.

Kā darbojas atoms?

Pamatspēki, kas satur atomu kopā, ir elektromagnētiskais spēks un kodolspēks. Elektromagnētiskais spēks piesaista pozitīvi lādētos protonus kodolā negatīvi lādētajiem elektroniem atoma apvalkā. Tajā pašā laikā kodolā esošie protoni atgrūž viens otru, jo tie visi ir pozitīvi uzlādēti. Savukārt kodolspēks satur protonus un neitronus kopā kodolā un pārvar elektromagnētisko atgrūšanos starp protoniem.

Elektroni neatrodas fiksētās orbītās ap kodolu, bet gan pārvietojas zonā ap kodolu, ko sauc par “orbitāli”. Orbitāli var uzskatīt par elektrona atrašanas varbūtības sadalījumu noteiktā vietā ap kodolu.

Elektronu izkārtojums enerģijas līmeņos notiek saskaņā ar kvantu mehānikas noteikumiem. Elektroni vispirms aizpilda visdziļākos apvalkus vai enerģijas līmeņus, pirms tie nonāk ārējos apvalkos. Šo jēdzienu sauc par “celtniecības principu”.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kas ir atoma kodols?

Atomu kodols ir atoma centrālā daļa, kas sastāv no protoniem un neitroniem. Tas nes atoma pozitīvo lādiņu un satur lielāko daļu atoma masas.

2. Kur ir elektroni?

Elektroni atrodas apvalkos vai enerģijas līmeņos ap kodolu. Katrs apvalks var saturēt noteiktu skaitu elektronu, savukārt iekšējie apvalki spēj saturēt mazāk elektronu nekā ārējie apvalki.

3. Kā veidojas atomi?

Atomi var veidoties dažādos veidos. Viena iespēja ir atomu veidošanās ķīmiskās reakcijās, kurās atomi apmainās vai dalās ar elektroniem, lai sasniegtu stabilas konfigurācijas. Vēl viena iespēja ir kodolsintēze vai skaldīšana, kurā kodolreakcijās rodas vai sadalās atomi.

4. Vai atomus var iznīcināt?

Atomus nevar iznīcināt vai pārveidot par citiem atomiem, neizmantojot kodolreakcijas vai daļiņu paātrinātājus. Parastās ķīmiskās reakcijās tiek pārtrauktas vai veidojas tikai saites starp atomiem, nevis paši atomi.

5. Kādu lomu ķīmijā spēlē atomi?

Atomiem ir galvenā loma ķīmijā, jo tie ir molekulu un savienojumu pamatelementi. Veids, kā atomi mijiedarbojas viens ar otru, nosaka vielu īpašības un reaktivitāti.

6. Kad tika izstrādāts atomu modelis?

Atomu modelis tika izstrādāts 19. gadsimta beigās un 20. gadsimta sākumā. Dažādi zinātnieki, piemēram, Džons Daltons, Dž. Tomsons, Ernests Raterfords un Nīls Bors sniedza ieguldījumu atomu modeļa izstrādē, sniedzot eksperimentālus pierādījumus un teorētiskus apsvērumus.

7. Kā tiek klasificēti atomi?

Atomi tiek klasificēti elementos, pamatojoties uz to protonu skaitu kodolā. Ir vairāk nekā 100 dažādu elementu, katrs ar unikālu protonu skaitu un unikālu ķīmisko reaktivitāti.

8. Kas ir izotops?

Izotops ir elementa variants, kas atšķiras ar neitronu skaitu kodolā. Izotopiem ir vienāds protonu skaits un līdz ar to tāda pati ķīmiskā reaktivitāte, bet dažādi masas skaitļi.

Secinājums

Rezumējot, atomi ir matērijas pamatelementi. Tie sastāv no pozitīvi lādēta kodola un elektroniem, kas riņķo ap kodolu. Elektromagnētiskais spēks un kodolspēks satur atomu kopā. Atomu īpašības un reaktivitāte nosaka ķīmisko savienojumu īpašības un reaktivitāti. Atomu izpratne ir ļoti svarīga mūsu zināšanām par ķīmiju, fiziku un bioloģiju.